土壤酸化下植物功能性状对草甸草原地上和地下生物量变化的调节机制

大气硫沉降及其导致的土壤酸化对陆地生态系统生物多样性和生态功能具有重要影响。土壤酸化导致草原生态系统生物多样性降低，并通过影响土壤养分有效性直接或间接影响植物地上和地下生物量，然而人们对土壤酸化如何通过改变草原植物叶和根的功能性状，进而影响植物地上和地下生物量，尚缺乏系统研究。

基于此，额尔古纳站研究人员依托在内蒙古额尔古纳草甸草原设置的元素硫添加模拟土壤酸化实验平台，选择植物群落及羊草（Leymus  chinensis）和寸草苔（Carex  duriuscula）两个优势物种，研究了硫添加3年后，植物功能性状对地上和地下生物量变化的影响机制。研究发现硫添加导致土壤酸化和养分失衡。羊草降低比叶面积，提高叶片干物质含量，表现出保守型生长策略，即土壤酸化抑制羊草地上生物量形成。土壤酸化下寸草苔增加植株高度、根系氮、磷等养分含量，表现出获取型生长策略，即通过竞争资源来增加地上和地下生物量。随着硫添加量的增加，植物群落地上生物量总体减少3%-33%，但由于土壤酸化促进了土壤养分的活化，群落根系生物量却增加了11%-22%（图1）。本研究揭示植物性状响应权衡在酸化土壤环境下对退化草地生态系统生产力维持具有重要作用，研究结果有助于更好地了解草原生态系统中的植物-土壤反馈作用。

研究结果以“Plant  functional traits modulate the effects of soil acidification on above-  and belowground  biomass”为题于2024年5月发表在Biogeosciences期刊。中国科学院沈阳应用生态研究所冯雪助理研究员为论文第一作者，河北大学生命科学学院姜勇教授为通讯作者，李天鹏博士、蔡江平副研究员和李慧研究员等为共同合作者。该研究得到国家自然科学基金项目（32271677、32071563、32222056、32271655）等项目资助。

论文链接：https://bg.copernicus.org/articles/21/2641/2024/bg-21-2641-2024.html   

图1 硫添加诱导的土壤酸化对草甸草原两个优势物种的地上和地下生物量和性状的生态影响示意图

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